Разработка проекта производства геодезических работ при строительстве

В соответствии с изложенным различают следующие задачи расчета точности:

• прямая, когда по известным значениям технологических допусков определяется функциональный (проверочный расчет);
• обратная, когда установленному функциональному допуску определяются технологические допуски ( проектный расчет);
• комбинированная, сочетающая в себе элементы прямой и обратной задач.

На основании расчетов точности устанавливают номинальные  размеры и предельные отклонения размеров элементов и узлов их сопряжений в конструкциях, которые указывают в рабочих чертежах конструкций и элементов зданий и нормативно технических документах. Кроме того, в соответствии с результатами расчета точности устанавливают последовательность и способы выполнения разбивочных и сборочных работ, а также рекомендуют средства технологического обеспечения и контроля точности в проектах производства строительно-монтажных работ и в технологической документации на изготовление сборных элементов.

Обеспечение точности сборки конструкций достигается конструктивными  и технологическими методами. При этом к конструктивным мерам по обеспечению собираемости конструкций следует отнести расчеты точности:

• номинальных размеров элементов с учетом предельных отклонений при их изготовлении и монтаже;
• размеров компенсаторов в узлах сопряжений элементов (зазоров, площадок опирания и т.п.), позволяющих компенсировать накопляемые в процессе изготовления и монтажа технологические погрешности, исключающие недопустимые контакты между элементами и обеспечивающие надежное заполнение зазоров в соответствии с проектом;
• основных расчетных характеристик конструкций (несущей способности, сопротивление теплопередаче и т.п.) с учетом обеспечения качеств конструкции при предельных отклонениях геометрических параметров, влияющих на качество.

При изготовлении изделий основными технологическими мерами по обеспечению собираемости конструкций являются: проектирование и изготовление технологической оснастки и формовочного оборудования для железобетонных конструкций, а также организация службы контроля, обеспечивающая изготовление изделий с заданными геометрическими параметрами.

При монтаже сборных  элементов основными технологическими мерами по обеспечению собираемости конструкций являются:

• проектирование технологии производства работ;
• проектирование и изготовление монтажной оснастки, оборудования, приспособлений и  инструмента, обеспечивающих соблюдение заданной точности при сборке конструкций;
• разработка и применение методов и средств геодезических измерений, обеспечивающих заданную точность при разбивке, выверке и приемке конструкций.

Расчет точности производят на основе:

• выявления размерных связей в конструктивно-технологических схемах элементов, непосредственно влияющих на собираемость конструкций;
• составления уравнений точности;
• решения этих уравнений с учетом обязательного соответствия суммарной характеристики точности замыкающего звена функциональным требованиям.

Исходными  данными  для расчета являются конструктивно-технологическая  схема и допуск геометрического  функционального параметра конструкции.

В зависимости от применяемых при расчете характеристик точности общее название уравнения точности иногда заменяют с целью конкретизации уравнением допусков или уравнением погрешностей. При решении таких уравнений исходят обычно из условия обеспечения полной собираемости конструкций, которая характеризуется уровнем собираемости 99.73 % и выше. Это условие соблюдается, если Δхф ≥ΔхΣ, т.е. функциональный допуск больше или равен суммарному технологическому. Уровень собираемости конструкций, зависящий от отношения Δхф/ΔхΣ, принимается с учетом данных таблицы 3, исходя из экономической целесообразности (на стадии проектирования) или технологической возможности (на стадии производства работ).

  Таблица 3 - Уровень собираемости конструкций

Δхф/ΔхΣ	уровень собираемости, %		Δхф/ΔхΣ	уровень собираемости,%
1 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55	99.73 99,56 99,31 98,92 98,36 97,56 96,43 94,89 92,81 90,21		0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10	86,60 83,70 77,00 70,60 63,20 54,70 45,20 36,70 23,60

 

Порядок выполнения расчета  точности определяется его задачей. При проектном расчете (обратная задача) определяют допуски технологических операций на составляющие звенья по установленному допуску (функциональному) замыкающего звена. Собираемость конструкций при проектном расчете обеспечивается:

• выбором соответствующего заводского оборудования, монтажной оснастки и измерительных средств для обеспечения требуемой точности работ;
• определением целесообразной последовательности установки элементов, способов их ориентирования и т.п.

При проверочном расчете (прямая задача) определяют допуск (функциональный) замыкающего звена по установленным значениям допусков (технологических) составляющих звеньев. Собираемость конструкций при проверочном расчете достигается конструктивными мерами.

Исходными данными для  расчета точности служат конструктивно-технологическая  схема и допуски технологических  операций. Обычно при расчете точности сочетают элементы прямой и обратной задачи, т.е. имеют дело с комбинированной задачей. Согласно произведенным расчетам точности устанавливают, а в рабочих чертежах  и нормативно-технических документах отражают взаимно увязанные номинальные размеры и предельные отклонения геометрических параметров элементов и узлов их сопряжения в конструкциях, а также конструктивные решения элементов и узлов. В соответствии с результатами расчета в проектах производства работ и в технологической документации на изготовление изделий устанавливают последовательность и способы выполнения разбивочных, монтажных и сборочных работ, а также необходимые средства технологического обеспечения и контроля их точности.

Расчет точности начинают с вычерчивания эскиза конструкции. Вычерчивая эскиз, упрощают сложные контуры и не соблюдают масштаб конструкции, а отдельные размеры, например зазоры, изображают увеличенными.

Для расчета точности выбран пролет одноэтажного производственного здания, характеристика которого учитываются в соответствии с приложением А .

 

3. Расчет точности сборки конструкции одноэтажного промышленного здания

Порядок расчета рассмотрим применительно к промышленным зданиям  и, в частности, к конструкциям рамного  типа, образуемым при установке ферм и подкрановых балок на колонны. На рисунке 8 показана такая конструкция, где размер l характеризует положение разбивочных осей, а₁ и а₂ - смещение низа колонн с разбивочных осей в процессе монтажа, b₁ и b₂ - проекции наклона колонн, C₁ и C₂ - зазоры, а l₁ - длину фермы.

Рисунок 7 - Схема строительной фермы, свободно опирающейся на колонны.

 

В качестве исходного  звена, служащего началом накопления погрешностей, принимают расстояние l между разбивочными осями. Проекции размеров рассматриваемой цепи приходятся на расстояние l между разбивочными осями, а это позволяет записать следующее условие равенства размера l алгебраической сумме проекций составляющих размеров:

 

l=l₁+a₁+b₁+C₁+a₂+b₂+C₂

Так как установку  фермы часто выполняют с соблюдением  равенства зазоров C₁ и C₂ (C₁ = C₂ = C), уравнение размерной цепи относительно зазора C  примет вид:

2C=l-l₁-a₁-a₂-b₁-b_{2 .}

 

При одинаковом смещении  основания колонн с разбивочной  оси (а₁ = а₂ = а) и одинаковом наклоне колонн (b₁=b₂=b) получим:

 

2C = l-l₁-2a-2b,   C = 0.5l- 0.5l₁-a-b.

 

Для рассматриваемой  цепи составим уравнение точности, характеризуемое допусками

 

                            

                                (10)

 

Отметим, что в правой части уравнения точности допуски  всегда суммируются. Для определения допуска Δх_c зазора по формуле (10) необходимо знать точность составляющих элементов, характеризуемую допусками: разбивки осей Δх_l, изготовления фермы Δх_l1, совмещения колонн Δх_a в нижнем сочетании и совмещения колонн Δх_b в верхнем сечении.

Исходя из [1] (стр.143) по таблице выбираем предельные отклонения на изготовление элементов - фермы, колонн, для проектируемого промышленного здания из металлических конструкций:

• изготовление фермы длиной 30м - δизг = 15мм;
• изготовление колонн длиной 18м - δизг = 12мм.

По предельным отклонениям  найдем допуски линейных размеров и установим класс точности изготовления элементов ([1] (стр.38)):

• ферма - Δ =30мм, 5 класс точности;
• колонны - Δ=24мм, 5класс точности.

Найдем величины допусков при высоте конструкции h =18 м, длине фермы l1 =21 м и расстоянием между разбивочными осями l = 21 м. Н Начинаем с изготовления линейного элемента цепи, так как точность всех операций зависит от точности изготовления. Для шестого класса точности Δизг = 30мм для l = 21 м, δ = 15 мм, m = 5 мм. При этом коэффициент к = 1. По к = 1  находим другие допуски (ГОСТ 21779-82):

• допуск разбивки осей в плане - к = 1, l = 21  м, Δ = 16 мм, δ = 8 мм, m = 3 мм, четвертый класс точности;
• допуск совмещения ориентиров колонны в верхнем сечении- h = 18м, к=1, Δ = 45 мм, δ = 22 мм, m = 7 мм,  четвертый класс точности;
• допуск совмещения ориентиров колонны в нижнем сечении - к=1, L=50мм ( расстояние между риской на фундаменте и риской на колонне), Δ =6 мм, m =1 мм, δ =3 мм, четвертый класс точности.

Типовые фермы в месте крепления  с колонной имеют отверстия во флажке (рисунок 8) 50х23 мм под болты М20. Таким образом, величина зазора С составит 30мм, которая является функциональным допуском. Поэтому С₁=С₂=С=30 мм.

Учитывая, что геометрическая точность нормируется предельными  отклонениями, расчеты рекомендуется вести с заменой уравнения (10) уравнением точности, характеризуемой предельными отклонениями

          

                   (10’)

По формуле (10’) будем  иметь

 

Из расчетов видно, что  на суммарную погрешность регулируемого зазора наибольшее количественное влияние оказывает допуск наклона колонн. Поэтому повышение точности сопряжения (зазора) рассматриваемой конструкции следует начинать с мер по уменьшению погрешностей установки верха колонн путем применения эффективной монтажной оснастки, приемов монтажа и методов измерений.

 

 

3. РАЗРАБОТКА ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯ 

КОНТРОЛЯ  ПАРАМЕТРОВ ЗДАНИЯ

 

1. Обеспечение точности разбивочных работ при детальных разбивках фундаментов

 

3.1.1. Расчет требуемой  точности разбивки, выбор методов и средств измерений

Установление точности разбивочных работ должно базироваться на обоснованных допусках на изготовление и монтаж строительных конструкций, поскольку разбивочные работы являются составной частью технологического процесса монтажа. Погрешность разбивки осей в плане или по вертикали характеризует величиной их отклонения от проектного положения. Методы, средства монтажа и разбивочных работ устанавливаются согласно классу точности.

Угловые измерения, при  разбивочных работах при средней квадратической погрешности измерения σ=3 мм, рекомендуется проводить теодолитами типа Т2, Т5 или им равноточными зарубежных фирм одним приемом.

Для проектируемого промышленного  здания выверка низа устанавливаемых элементов производится по четвертому классу точности. При L=50 мм (расстояние между риской на фундаменте и риской на колонне) допуск совмещения ориентиров δ=4 мм, средняя квадратическая погрешность σ =1 мм. Обеспечение четвертого класса точности при установке низа элемента предусматривает доводку последнего с помощью ручного инструмента в несколько приемов.

Для проектируемого промышленного  здания из металлических конструкций, разбивка осей в плане при четвертом классе точности(см. п. 2.1.3.), расстоянии между разбивочными осями l=21 м будет иметь допуск δ =16 мм, со средней квадратической ошибкой измерения расстояния   m_l / l = 3 / 21000 = 1 / 7000.